Kaltleiter: Schutzvorrichtung in Ihrer Heizung

Der Kaltleiter ist in die Gattung der sogenannten Halbleiter einzuordnen. Welche Eigenschaften er besitzt und welche Funktion er in Ihrer Heizungsanlage erfüllt, erklären wir Ihnen in diesem Ratgeber.

Definition

kaltleiter

Bei dieser Art von Leitern handelt es sich um Halbleiterwiderstände, die temperaturabhängig agieren. Sie sind auch unter dem Namen PTC-Widerstande bekannt. Nahezu alle Metalle zählen zu den Kaltleitern. Sie weisen bei niedrigen Temperaturzuständen eine bessere Leitfähigkeit auf. Kaltleiter bestehen aus polykristallinen Titanat-Keramik-Sorten, die durch Atome anderer Metalle leicht verunreinigt werden.

Diese Verunreinigung nennt sich “dotieren” und soll die Leitfähigkeit stabilisieren.

Wird ein Kaltleiter erhitzt, so nimmt dessen Leitfähigkeit mit zunehmenden Temperaturgraden ab. Denn letztere verändern die Struktur der Kaltleiterbestandteile und der Widerstand erhöht sich. Das Temperaturniveau, ab der sich der Widerstand exponentiell erhöht, nennt sich in Fachkreisen Curie-Temperatur.

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Wie verhält sich der Widerstand?

Der Widerstand ist ein Indikator für die Leitfähigkeit eines Stoffs und wird in Ohm gemessen. Bei Kalt- und Heißleitern ist der elektrische Widerstand des Materials abhängig von der Temperatur des Leiters.

Anwendungsbereiche

Der bekannteste Anwendungsbereich ist die hauseigene Heizungsanlage oder der Elektromotor. Ob als Temperaturregelung oder Fühler, der Kaltleiter dient als Überhitzungsschutz bei hoher Wärmeentwicklung.

Temperaturregelung für die Heizung

Ein Kaltleiter senkt mit steigender Temperatur seine Leitfähigkeit herab. Aus diesem Grund ist der PTC-Leiter mit dem integrierten Selbstregelungseffekt ideal für Heizungssysteme geeignet.

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Im Thermostat agieren Kaltleiterprodukte als Überwachungsinstanz. Sinkt die Temperatur unter die vorher festgelegte Gleichgewichtstemperatur des Leiters, so erhöht er seine Leistung selbstregelnd. Wird die Gleichgewichtstemperatur überschritten, erhöht sich der Widerstand im Kaltleiter. Letzterer reduziert die Leistung des Heizkessels und regelt so die Heiztemperatur herunter.

Das Kaltleiterauslösegerät

Es ist für Anlagen geeignet, die bei hoher Wärmeentwicklung eine Fremdbelüftung zur Kühlung zuschalten. Ein Auslösegerät besteht serienmäßig aus den folgenden Bestandteilen:

  • Zwei Kaltleiterkreise mit unterschiedlichen Temperatureinstellungen für eine getrennte Auswertung
  • Eine Fremdbelüftung, die sich bei einer Temperaturüberschreitung des ersten Kaltleiterkreises zuschaltet
  • Zwei Relais für die Aktivierung von Vorwarnungs- und Störungsmeldungen

Kaltleiter im Motor

Auch im Elektromotor ist die elektrische Widerstandstechnik als Teil des Motorschutzes zu finden. Sie dient dabei als thermisch-elektrische Überwachung und soll vor allem Drehstrommotoren vor Schäden durch Überlastung oder Ausfall anderer Kontrollinstanzen schützen. Der Drehstrommotor dient beispielsweise als Heizungsunterstützung für Wärmepumpenheizungen.

Eigenschaften von Kalt- und Heißleitern

Eigenschaften

Kaltleiter

Heißleiter

Schaltzeichen kaltleiter bild tabelle ntc heissleiter bild tabelle
Leitfähigkeit hoch bei niedrigem Temperaturniveau hoch bei hohen Temperaturen
Anwendungsbereich Temperaturregler bei Heizsystemen und Flüssigkeitsniveaufühler für Heizkessel Temperaturstabilisierung und Reduzierung von Einschaltstrom in Stromkreisen
Für welche Geräte geeignet? Heizungsanlagen Trafos und Stromkreise

Erklärung des Schaltzeichens

Das Schaltzeichen der PTC- und NTC-Leiter gibt an, wie sich der Widerstand des Leiters bei Temperaturveränderung verhält. Dabei steht ein niedriger Widerstand für eine gute Leitfähigkeit. Der erste Pfeil ist ein Indikator für die Temperatur, während der zweite Pfeil den Einfluss des Temperaturniveaus auf den Widerstand beschreibt.

Bei PTC- Elementen führt ein Anstieg der Temperatur zu einem erhöhten Widerstand. Übersetzt bedeutet dies: Die Leitfähigkeit eines Kaltleiters verringert sich mit steigenden Temperaturen.

Die Leitfähigkeit eines Heißleiters steigt hingegen mit steigenden Temperaturen. Wie das Schaltzeichen verdeutlicht, sinkt der Widerstand mit Temperaturanstieg.